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毕业论文关键词：设计优化，注塑成型，保形冷却通道，铣槽冷却通道
除了固体自由曲面制造技术以外，铣削加工是一种使复杂的冷却通道符合模腔表面的适用方法。本文介绍U型铣槽形冷却通道，并为得到最佳冷却通道配置和目标模具温度的设计优化工程。这是首次通过分析方法深入研究模腔的循环平均热行为与冷却通道二维结构的关系。通过实验和二维仿真的设计，我们获得了模具壁面温度，并检验了分析方法的可行性。自由随形冷却水道的优化过程是基于解析法和三维数值模拟相结合的。由于分析步骤依赖于显式的数学公式，所以它可以快速接近最佳的解决方案。随后，在微调的优化结果过程中运用了三维传热模拟。研究以一个塑料汽车翼子板的实验为例，验证了该方法的可行性。结果表明，保形冷却通道提供了均匀的冷却，减少了冷却时间，用更少塑料设计者的努力和高计算效率增加了成型零件的质量。
1.介绍
注射成型的高生产率和制造各种形状复杂的制造工艺，使其成为生产塑料制品最常用方法。注塑成型过程包括六个阶段：模具的关闭、填充、包装、冷却、开启和零件的脱模。在这些阶段中，冷却阶段是最重要的阶段，因为它显著影响生产率和成型零件的质量。通常冷却阶段占据70%到80%的成型周期。适当的冷却通道设计可以大大减少冷却时间，提高注塑成型的生产率。另一方面，一个能得到均匀温度分布的有效冷却系统可以减小不想得到的瑕疵，这些瑕疵影响成型等部分的质量，例如热点、缺陷凹痕、微分收缩、热残余应力和翘曲。1,2
传统意义上，模具冷却设计仍然主要依赖于实践知识和设计者经验。该方法简单，在实践中可能是有效的，但是，当成型零件变得更复杂并要求有较高的冷却效率的时候这种方法变得不可行。此外，传统的直冷却通道是被尽可能接近模腔表面的机械钻孔加工的。被直冷却线和成型部件环绕的腔自由形态表面会由于该腔的壁和冷却线之间的距离的变化而不均匀冷却。这不仅导致成型零件的潜在缺陷，而且延长了冷却时间。用于冷却远离主冷却通道区域的替代冷却装置，如挡板、鼓泡器和热管脚，可以提高冷却质量。然而，由于在冷却通道系统的高压降，特别是对中型和大型零件的自由曲面，这种方法并不总是有效。